对Centruroides mascota蝎子两个种群的比较：毒液成分及人类重组抗体对其的中和作用

《Toxicon》：Comparison of two populations of the scorpion Centruroides mascota: venom composition and neutralization by a human recombinant antibody

墨西哥贾尔卡斯州和纳亚里特州发现的两种Centruroides mascota蝎群落的形态学与毒理学分析表明，它们属于同一物种。通过HPLC分离、质谱鉴定及中性化实验，证实两地蝎毒成分相同且具有相同毒性水平。scFv 10FG2抗体片段首次被测试用于中和该蝎毒，结果显示其能有效中和两种来源的蝎毒（2 LD50）。

　　

伊尔塞·维里迪安娜·戈麦斯-拉米雷斯（Ilse Viridiana Gómez-Ramírez）、埃德蒙多·冈萨雷斯-桑蒂利亚恩（Edmundo González-Santillán）、何塞·阿尔贝托·罗梅罗-莫雷诺（José Alberto Romero-Moreno）、吉列尔莫·费尔南德斯-塔博阿达（Guillermo Fernández-Taboada）、莱奥波尔多·格雷卡（Leopoldo Güereca）、费尔南多·萨穆迪奥（Fernando Zamudio）、卢里瓦尔·D·波萨尼（Lourival D. Possani）、莉迪亚·里亚尼奥-乌姆巴里拉（Lidia Ria?o-Umbarila）和巴尔塔萨尔·贝塞里尔（Baltazar Becerril）

墨西哥国立自治大学生物技术研究所分子医学与生物工艺系，莫雷洛斯州库埃尔纳瓦卡市，邮编62250，墨西哥

摘要

Centruroides mascota蝎子由Ponce Saavedra的研究团队于2011年首次描述，认为该物种在哈利斯科州具有医学重要性。在本研究中，我们对从哈利斯科州和纳亚里特州采集的两个蝎子种群进行了分析。通过形态测量分析、测定相应毒液的LD₅₀值、电泳、高效液相色谱（HPLC）分离其成分、质谱分析以及中和试验，证实它们属于同一物种，只是分布在不同的栖息地中。scFv 10FG2抗体片段首次被用于识别和中和这种蝎子的毒素。重组抗体片段10FG2能够中和来自这两个地区的Centruroides mascota蝎子毒液中的两种LD₅₀水平的毒素。

引言

众所周知，墨西哥拥有世界上医学上最重要的蝎子物种中最丰富的多样性之一（Ponce-Saavedra等人，2023年；Ria?o-Umbarila等人，2025年；Ward等人，2018年）。墨西哥蝎子蜇伤人类会导致中毒，这是因为其毒液中含有低分子量的神经毒素肽（β-毒素，由66个氨基酸残基组成），这些毒素会引起多种中毒症状（Abroug等人，2020年；Godoy等人，2021年）。在已研究的墨西哥医学重要蝎子物种中，发现它们含有1到5种毒素；而在少数情况下，其他相关物种仅含有一种毒素成分。尽管使用相同的毒液定量标准和同一品系的小鼠，不同蝎子种群之间的LD₅₀值仍存在显著差异。已有文献记录表明，同一物种的蝎子毒液可能存在种内变异，因为不同地理位置的毒液在有毒成分的存在或丰度上存在差异，从而影响毒性程度和/或中毒后的临床表现（Abdel-Rahman等人，2009年；Bejarano-Mendoza等人，2025年；Omran和McVean，2000年；Pardal等人，2014年）。

Centruroides mascota物种被认为是导致哈利斯科州马斯科塔（Mascota）及其周边地区中毒事件的原因。仅在马斯科塔市，1998年至2007年间就记录了1147起蝎子蜇伤事件，年均发生115起（Saavedra和Francke，2011年）。作为一种医学上重要的物种，它对人类构成威胁，中毒情况需使用现有抗毒素进行治疗。本研究对在哈利斯科州马斯科塔采集的C. mascota毒液中的有毒成分进行了分析，鉴定出三种对哺乳动物有毒的成分Cmasc1、Cmasc2和Cmasc3，并对其在可兴奋哺乳动物细胞中的钠通道上的作用机制进行了研究（Olamendi-Portugal等人，2025年）。

多项研究表明，通过新技术（如针对毒液中有毒成分的特异性抗体片段的开发、蛋白质定向进化及噬菌体展示技术）可以改进和创新现有的抗毒素（Ledsgaard等人，2018年；Pucca等人，2014年、2019年；Ria?o-Umbarila等人，2025年）。对于墨西哥蝎子物种的抗毒素，可以在异源系统中表达中和蝎子毒素的抗体片段（单链可变片段scFv），无需对马进行免疫或大量采集蝎子作为免疫原，这种方法更加符合伦理要求（A. Gray等人，2020年）。这种新的抗毒素生产方式能够保证各成分的可重复性、稳定性和均一性，减少传统生产过程中所需的动物数量（A.C. Gray等人，2020年）。

本研究重点关注纳亚里特州圣布拉斯（San Blas，沿海地区）和哈利斯科州马斯科塔（山区森林）发现的两个蝎子种群，最初认为它们属于不同物种。通过对它们的毒液进行形态学和生化分析，发现它们属于同一物种，尽管分布在两个不同的州和生态系统中。此外，通过评估scFv 10FG2对抗这两种地区C. mascota毒液的中和能力，证实该抗体片段能够中和这两种毒液中的有毒成分。

样本采集

我们在纳亚里特州和哈利斯科州使用紫外线灯捕捉Centruroides属蝎子（SEMARAT官方许可号：SPARN/DVGS/04480/24），这些蝎子已知会对人类造成中毒。在纳亚里特州，样本采集于圣布拉斯市的辛加伊塔（Singaita，坐标21°34′29.352″N, 105°13′44.506″W，海拔7米）；在哈利斯科州，样本采集于马斯科塔市的罗卡（Roca）地区。

蝎子采集方法

样本采集地点位于哈利斯科州和纳亚里特州，这些地区的生态环境存在显著差异。图2展示了两个地点的特征。这些地方的蝎子与其他蝎子物种共同栖息，因此我们在采集时仅选择树皮和岩石上的Centruroides属蝎子。

最初我们并未意识到这两个Centruroides种群之间存在亲缘关系，因此将其视为不同物种。

讨论

Centruroides属蝎子种类繁多，由于形态相似性，其分类十分复杂。随着对蝎子种群及其毒液特征的新研究，我们对其巨大多样性及医学重要蝎子毒液成分有了更清晰的认识，这为有效中和这些物种的毒液带来了挑战（Ria?o-Umbarila等人，2025年）。

结论

本研究结果表明，尽管在识别医学重要蝎子物种方面取得了进展，但我们仍需进一步了解它们在墨西哥的分布情况。这项工作涉及复杂的野外和实验室工作，耗时耗资巨大，但其意义重大，有助于更好地了解受影响地区的蝎子中毒流行病学以及应对策略的制定。

伦理声明

LD₅₀值测定和中和试验均遵循美国国立卫生研究院（NIH）发布的《实验室动物护理和使用指南》（NIH出版物第85–23号，1996年修订版）进行。本研究中使用的动物福利方案已获得生物伦理委员会的批准（项目编号413，批准日期2021年9月24日）。

资金来源

本研究得到了墨西哥国家人文、科学和技术委员会（CONAHCyT）的资助（ProNacEs Salud项目，编号303045，资助对象为B.B.和L.D.P.；以及CBF2023-2024-528项目，资助对象为L.R-U.）。

作者贡献声明

伊尔塞·维里迪安娜·戈麦斯-拉米雷斯（Ilse Viridiana Gómez-Ramírez）：数据整理、数据分析、实验设计、可视化处理、初稿撰写及修订。埃德蒙多·冈萨雷斯-桑蒂利亚恩（Edmundo González-Santillán）：数据整理、数据分析、初稿撰写及修订。何塞·阿尔贝托·罗梅罗-莫雷诺（José Alberto Romero-Moreno）：数据整理、数据分析、初稿撰写及修订。吉列尔莫·费尔南德斯-塔博阿达（Guillermo Fernández-Taboada）：实验设计、撰写及修订。莱奥波尔多·格雷卡（Leopoldo Güereca）：实验设计、撰写及修订。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

感谢M. in C. Timoteo Olamendi提供Cmasc1和Cmasc2毒素。I.V.G.R.和J.A.R.M.分别获得了SECIHTI提供的博士后奖学金（编号CVUs 559400和742982）。